(57)【要約】【課題】  直流電流をも供給可能な、ばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバを提供することを目的とする。【解決手段】  ツインチューブ式ショックアブソーバにおいて、内筒１０は導電性の金属で構成されており、引き出し穴３１からばね下側に延びるハーネス４ｂに接続する。ピストンロッド２０は、リバウンドストッパ２３、その下にブラシホルダ２、ブラシホルダより上方の外周面に電極プレート部材８を有する。ブラシホルダは、ブラシ室２ａを有し、その内部にばね３とそれにより径方向外方に付勢されて内筒内周面と摺動するブラシ１を収納する。ブラシに接続したハーネス４ａが穴３２と中心穴２１を経由してピストンロッドの上端に至る。エンドキャップは貫通穴２４に開口した空洞のブラシホルダ部６を有し、その中にばねとそれにより径方向内方に付勢されて電極プレート部材と摺動するブラシ５を収納する。電極プレート部材にハーネス７ａが接続しばね上側に延び、ブラシ５にはハーネス７ｂが接続しばね下側に延びる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のばね上部材に一端側を固定されるロッド部材と、前記ロッド部材の他端側を液密に摺動可能に収容し、車両のばね下部材に固定される円筒部材とが、相対変位することにより減衰力を発生させるショックアブソーバにおいて、
前記ロッド部材と前記円筒部材の一方にブラシを、他方に前記ブラシに対向し、ショックアブソーバの伸縮方向に延在する電極プレートを設け、前記ブラシは前記電極プレートに当接、摺動して電気的に前記ロッド部材側と前記円筒部材側とを接続することを特徴とするばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項２】
前記電極プレートと前記ブラシは、伸縮方向に延びる前記ショックアブソーバの中心軸を回転軸にして周方向にも摺動可能であることを特徴とする請求項１に記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項３】
前記ロッド部材は、他端側にピストンを備え、
前記円筒部材は、前記ロッド部材の前記一端側に、前記ロッド部材が中央を貫通し、液密に摺動可能な貫通穴を有するエンドキャップを備え、
前記電極プレートは、前記ロッド部材の外周面に前記一端側から軸方向に延在して設けられ、
前記ブラシは、前記エンドキャップの貫通穴に面した空洞に配置することを特徴とする請求項１または２に記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項４】
前記ロッド部材は、他端側にピストンを備え、
前記円筒部材は、前記ロッド部材の前記一端側に、前記ロッド部材が中央を貫通し、液密に摺動可能な貫通穴を有するエンドキャップを備え、
前記電極プレートは、前記円筒部材の内周面に前記エンドキャップ側から軸方向に延在して設けられ、
前記ブラシは、前記ピストン近傍に、前記円筒部材内周面の電極プレートに対向して配置することを特徴とする請求項１または２に記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項５】
前記ブラシは、前記エンドキャップ内に前記中心軸に対し放射状に、複数配置され、
前記ブラシの前記中心軸を中心とした周方向位置に対応して、前記ロッド部材の外周面にそれぞれ絶縁分離して、前記ブラシに対向する前記電極プレートを複数設け、
前記ブラシと前記電極プレートの組間で複数の電気系統を形成することを特徴とする請求項３に記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項６】
前記ブラシは、前記ピストン近傍に前記中心軸に対し放射状に、前記ロッド部材の外周面側に複数取り付けられ、
前記ブラシの前記中心軸を中心とした周方向位置に対応して、前記円筒部材の内周面にそれぞれ絶縁分離して、前記ブラシに対向する前記電極プレートを複数設け、
前記ブラシと前記電極プレートの組間で複数の電気系統を形成することを特徴とする請求項４に記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項７】
前記ロッド部材は、他端側にピストンを備え、
前記円筒部材は、前記ロッド部材の前記一端側に、前記ロッド部材が中央を貫通し、液密に摺動可能な貫通穴を有するエンドキャップを備え、
第１の電極プレートが、前記ロッド部材の外周面に前記一端側から軸方向に延在して設けられ、第１の電極プレートに対向する第１のブラシが、前記エンドキャップの貫通穴に面した空洞に配置され、
第２の電極プレートが、前記円筒部材の内周面に前記エンドキャップ側から軸方向に延在して設けられ、第２の電極プレートに対向する前記ブラシが、前記ピストン近傍に配置され、
第１の電極プレートと第１のブラシ、第２の電極プレートと第２のブラシそれぞれが独立した電気系統を構成することを特徴とする請求項１または２に記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項８】
前記ショックアブソーバの中心軸から見た各前記電極プレートの開き角度から、前記ブラシの先端の開き角度を差し引いた角度が、車輪の総転舵角度以上であることを特徴とする請求項６に記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全の観点から電気自動車の車両が多数市場に出回っており、特に宅配車などの小型で走行距離も短い車両の普及が進んでいる。これらの車両では、スペースユーティリティを重視して車輪にモータが付いているものがある。また、ブレーキ液の廃液削減の観点から、油圧ではなく電動モータで駆動する電動ブレーキも検討されている。
上記の電気自動車および電動ブレーキでは、車両のタイヤ近傍の、いわゆるばね下に搭載される電装部品、特にモータへ、ばね上側の車体から給電する必要がある。
前述の小型電気自動車においては、これら電装部品は電線で車体側と直接結ばれているが、普通の乗用車などでは、乗り心地の観点からサスペンションのストロークも長く、モータ容量も大きいため電線も太くなる。
従って、電線の繰り返したわみの結果、疲労により電線が切れてしまう可能性がある。
この問題の解決方法として、例えばばね上に第１のコイル、ばね下に第２のコイルを設け、両者の間で電磁誘導により非接触で電力を送る、つまりトランスを形成してばね上ばね下間で電力を供給する技術が知られている（特許文献1参照）。
【特許文献１】特開平１１−１８２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献1に示された技術においては、トランスとして最も重要である第１のコイルと第２のコイルの磁束の貫通経路が非磁性体でしか形成されておらず、電力伝達の効率の悪い構造となっている。
またショックアブソーバの外側とか、サスペンションリンクの途中などに新たに追加して取り付ける構成のため、サスペンションを構成する部品との干渉の可能性があり、取り付けにくいという問題がある。
また電磁誘導を利用しているので、交流電力しか給電できないので、ばね下側の例えば直流モータを駆動するような場合は、ばね下側にブリッジ回路を設けて整流する必要がある。その場合、車両の減速時に車輪のモータを発電機とし、回生電力をばね上のバッテリに回収するような動作に対して対処できないと言う問題点がある。
本発明は、上記の問題点を解決するために、直流電流をも供給可能な、ばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため、本発明は、車両のばね上部材に一端側を固定されるロッド部材と、ロッド部材の他端側を液密に摺動可能に収容し、車両のばね下部材に固定される円筒部材とが、相対変位することにより減衰力を発生させるショックアブソーバにおいて、ロッド部材と円筒部材の一方にブラシを、他方にブラシに対向し、ショックアブソーバの伸縮方向に延在する電極プレートを設け、ブラシは電極プレートに当接、摺動して電気的にロッド部材側と円筒部材側とを接続するものとした。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、ブラシとそれに対向する電極プレートを用いているので、ばね上ばね下間で交流電流も直流電流も双方向に給電可能となる。
従って、ばね下側に直流モータを使用する場合、ばね下側に整流回路を設ける必要のない単純な構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。
【実施例１】
【０００７】
以下に本発明の第１の実施例を、図１に基づき説明する。
図１は、本発明を適用したツインチューブ式ショックアブソーバの縦断面を示す。
内外２重に配置された内筒１０及び外筒１１は、上端部及び下端部がエンドキャップ１２及びベースバルブ１３により互いに連結され、外筒１１の下端部はエンドカバー１４により液密に閉じられ、内筒１０、外筒１１の間の環状空間のリザーバ室１８の上部に気体が封入されている。リザーバ室１８とベースバルブ１３の下側の空間Ｐとは連通孔１６でつながっている。
リザーバ室１８の上部に封入された気体は、後述するように、ショックアブソーバの伸縮時の内筒１０内での後述のピストンロッド２０の体積の変化分を吸収するためのものである。
【０００８】
内筒１０内には、その内部の作動室を下室Ｒ１及び上室Ｒ２に分離するピストン１７が摺動可能に設けられ、ピストン１７からはピストンロッド２０が、エンドキャップ１２の貫通穴２４を貫通して内筒１０及び外筒１１の上方に突出している。
図示を省略するが、ピストンロッド２０の上端部は、車両のばね上側部材つまり車体側の部材に取り付けられ、外筒１１またはエンドカバー１４は、車両のばね下側部材つまり車輪側の部材に取り付けられる。
【０００９】
内筒１０は導電性の金属で構成されており、上端側でエンドキャップ１２と外筒１１に設けた引き出し穴３１からばね下側に伸びるハーネス４ｂに接続し、ハーネス４ｂはさらにばね下側の電装品の一方の端子に接続する。
内筒１０とエンドキャップ１２との間は、図示を省略するが樹脂などで電気的に絶縁している。
【００１０】
ピストンロッド２０は、内筒１０内でのピストン１７の伸び側の最大ストローク（変位）を規制する鍔状のリバウンドストッパ２３を、ピストン１７から所定の距離上方の位置に備えている。
さらに、ピストンロッド２０は、リバウンドストッパ２３の下側位置にブラシホルダ２と、ピストンロッド２０の上端からブラシホルダ２まで達する中心穴２１を備える。
【００１１】
ピストンロッド２０に固定されたブラシホルダ２は、ピストンロッド２０の周囲に、内筒１０に面する側に開口するブラシ室２ａを有し、その内部にばね３とそれにより径方向外方に付勢されて内筒１０の内周面と摺動するブラシ１を収納する。ピストンロッド２０に穴３２が設けられ、ブラシ室２ａと中心穴２１を連絡する。
ブラシ１と内筒１０との間のばね３による押圧力が、ピストンロッド２０を内筒１０の中心軸からずれる方向に偏らせないよう、ブラシホルダ２は、ピストンロッド２０の周りに等間隔に放射状に、ブラシ室２ａを配置する。
図２は、図１のＡ−Ａ部断面であり、ブラシホルダ２にはブラシ室２ａが１８０°の間隔で２個背合わせに配置されている。
【００１２】
ブラシ１は、内筒１０と当接する面を除いて、例えば樹脂被覆処理をして、ばね３およびブラシホルダ２と電気的に絶縁されている。ブラシ１はハーネス４ａの一端に接続し、ハーネス４ａは穴３２と中心穴２１を経由してピストンロッド２０の上端に至り、さらにばね上側へ延びて、例えば電源の一方の端子に接続する。
中心穴２１は、ハーネス４ａを通した上で、樹脂などを充填し、ショックアブソーバの作動油が漏れ出ないように密封されている。
【００１３】
ピストンロッド２０のリバウンドストッパ２３より上方では、ピストンロッド２０の外周面に、筒状の導電体で出来た電極プレート部材８が、樹脂で出来た図示省略の絶縁材を介在させて絶縁した構造で、固定して設けられている。電極プレート部材８の上部はエンドキャップ１２の外部でハーネス７ａに接続し、ハーネス７ａはさらにばね上側の例えば電源の他方の端子に接続する。
【００１４】
エンドキャップ１２は貫通穴２４の内壁に、ピストンロッド２０を液密に摺動可能とするオイルシール１５を備え、さらにオイルシール１５の下方にピストンロッドをガイドする摺動シール２５ｂを、またオイルシール１５の上方に防塵のためダストシール２６を備えている。
また、エンドキャップ１２は、リザーバ室１８と貫通穴２４のオイルシール１５の下方とを結ぶ連通孔２７を有し、ショックアブソーバの伸び側動作時に、上室Ｒ２の作動油が摺動シール２５ｂから漏れたのをリザーバ室１８に逃がす。
また、図３は図１のＢ−Ｂ部断面であり、内筒１０の上端の連通孔２７と反対側部分がハーネス４ｂと接続するため、上方に延長されている。
【００１５】
さらに、オイルシール１５とダストシール２６の間には、貫通穴２４に開口する空洞であるブラシホルダ部６が貫通穴２４の周囲に設けられ、その内部にばね３と、それにより径方向内方に付勢されてピストンロッド２０の外周面の電極プレート部材８と摺動するブラシ５を収納する。ブラシ５は、電極プレート部材８と当接する面を除いて、例えば樹脂被覆処理をして、ばね３およびエンドキャップ１２と電気的に絶縁されている。
ブラシホルダ部６は、外筒１１の外側に通じる引き出し穴３３を有する。
ブラシ５と電極プレート部材８との間のばね３による押圧力が、ピストンロッド２０を貫通穴２４の中心軸からずれる方向に偏らせないよう、ブラシホルダ部６は、貫通穴２４の周りに等間隔に放射状に、配置される。
図４は、図１のＣ−Ｃ部断面であり、ブラシホルダ部６を１８０°の間隔で２個対向して配置している。
【００１６】
ブラシ５は、ハーネス７ｂの一端に接続し、ハーネス７ｂはブラシホルダ部６から引き出し穴３３を経て外に引き出されて、ばね下側の電装品の他方の端子に接続する。
なお、ブラシ１、５は多数の導電性金属の細線を導電性部材に植え込んだものであり、対向する電極部材、ここでは内筒１０または電極プレート部材８に、ブラシ1、５の導電性金属の細線が弾性的に当接摺動し、電気的に接続する。ハーネス４ａ、４ｂ、７ａ、７ｂは外周を絶縁材で被覆された導体である。
【００１７】
ベースバルブ１３は、通常のツインチューブ式ショックアブソーバと同様、縮み側動作時に作動油の下室Ｒ１から空間Ｐ経由でリザーバ室１８への流動に抵抗を与えて減衰力を主として発生する図示しないリーフ弁と、伸び側動作時にリザーバ室１８内の作動油を空間Ｐ経由で下室Ｒ１内に導入する図示しないリーフ弁とを備えている。
ピストン１７も同様に、伸び側動作時に作動油の上室Ｒ２から下室Ｒ１への流動に抵抗を与えて減衰力を主として発生する図示しないリーフ弁と、縮み側動作時に下室Ｒ１内の作動油を上室Ｒ２内に導入する図示しないリーフ弁とを備えている。また、ピストン１７の側面には内筒１０の内周面に摺動する摺動シール２５ａを有している。
ベースバルブ１３の本体および摺動シール２５ａは例えば樹脂製の絶縁部材であり、内筒１０とベースバルブ１３の間、内筒１０とピストン１７の間は電気的に絶縁される。
なお、図１にはベースバルブ１３とピストン１７の詳細構造を省略して、それぞれの本体部分のみを示してある。
【００１８】
本実施例の作用を以下に説明する。
以上の構成で、ピストンロッド２０とそれに取り付けられたピストン１７、ブラシホルダ２およびリバウンドストッパ２３、更に電極プレート部材８、ハーネス４ａ、７ａがばね上側にある。それ以外はばね下側にある。
したがって、車両が走行し、ばね上ばね下間に相対的な変位が発生したときに、ブラシ１は内筒１０の内周面に対し摺動し、ブラシ５は電極プレート部材８と摺動する。ブラシ１と内筒１０との間、ブラシ５と電極プレート部材８との間は、ショックアブソーバの軸方向の伸び縮みだけでなく、周方向のひねりにも摺動可能である。
ブラシ１の導電性細線は、弾性をもって内筒１０に接触しているので、作動油に浸漬されている中でも良好な電気的接続を確保できる。また、ブラシ５の導電性細線も、オイルシール１５によって作動油が除かれた電極プレート部材８の表面に接触しているので、良好な電気的接続を確保できる
【００１９】
したがって、ばね上ばね下間の供給電力が直流の場合、例えば直流電流はハーネス４ａから供給され、ブラシ１を介して内筒１０に伝えられ、更にハーネス４ｂからばね下側の電装品に供給される。
電装品からの戻り電流は、ハーネス７ｂからブラシ５を介して電極プレート部材８に伝えられ、更にばね上側のハーネス７ａに伝えられ、電源の負極に戻る。
本実施例におけるピストンロッド２０は本発明のロッド部材を、内筒１０とエンドキャップ１２は円筒部材を、内筒１０と電極プレート部材８は電極プレートを構成する。
特に、電極プレート部材８は本発明の第1の電極プレートに、ブラシ５は第1のブラシに、内筒１０は第２の電極プレートに、ブラシ１は第２のブラシに対応する。
【００２０】
以上のように本実施例によれば、ブラシ１とそれに対向する内筒１０との間、ブラシ５と対向する電極プレート部材８との間により、ばね上ばね下間の電力供給を行っているので、電磁誘導によるよりも、伝達効率がよい。
また、ショックアブソーバの伸縮に対してハーネスが撓むことがない構成となっているので、ばね上ばね下間の伸び縮みがあっても、ハーネスの撓み疲労が発生せず、電力供給用のハーネスの破損が防止できる。
【００２１】
また、本ショックアブソーバを、車両の転舵輪のフロント・サスペンションに多数用いられるストラット・サスペンションのストラットとして用いる場合は、外筒１１は、サスペンションリンクではなく、転舵とともに回転するアクスル部材に取り付けられる。その場合、ショックアブソーバのピストンロッドと、内筒および外筒との間は軸方向に伸縮するだけでなく、ショックアブソーバの軸を中心に相対的に回転する。
本ショックアブソーバのブラシ１と内筒１０との間、ブラシ５と電極プレート部材８との間は、軸方向だけでなく周方向にも摺動可能な構造のため、ショックアブソーバの伸び縮みと同時に転舵に伴う周方向の回転も吸収でき、ストラットに適用することは特に好ましい。
なお、本実施例において、ピストン１７の本体、エンドキャップ１２、ブラシホルダ２を樹脂製として、内筒１０またはブラシ１、５との間で電気的に絶縁しても良い。
【実施例２】
【００２２】
次に第２の実施例を図５に基づき説明する。なお、前述の第１の実施例と同じ構成に付いては同一の符号を付して示し、説明を省略する。
第１の実施例では内筒１０が導電体で構成され、それ自体で一つの電極プレートを構成していたが、本実施例では、内筒１０’は図示省略の絶縁材を介在させ、互いに絶縁され軸方向に延在する電極プレート部材８’を、内周面に周方向に３個配置して固定して独立した電極としている。
電極プレート部材８’は、周方向の幅が角度で例えば１１５°相当で、１２０°の等間隔で配置してある。
なお、電極プレート部材８’とエンドキャップ１２’との間は、図示を省略するが樹脂などで電気的に絶縁している。また、ベースバルブ１３の本体および摺動シール２５ａは例えば樹脂製の絶縁部材であり、電極プレート部材８’とベースバルブ１３の間、電極プレート部材８’とピストン１７の間は電気的に絶縁される。
【００２３】
ピストンロッド２０’には、第１の実施例と同じくリバウンドストッパ２３の下側位置に、ブラシホルダ２’を設ける。図５のＤ−Ｄ部断面図である図６に示すように、ブラシホルダ２’は、各々の電極プレート部材８’に対向して３個のブラシ室２ａ’を、ピストンロッド２０’の周囲に周方向に１２０°間隔で放射状に備えている。
ブラシ１は、各ブラシ室２ａ’内に収められ、ブラシホルダ２’に内蔵のばね３でブラシホルダ２’の外方向に付勢されて、電極プレート部材８’と摺動する。
【００２４】
ブラシ１は、電極プレート部材８’と当接する面を除いて、例えば樹脂被覆処理をして、ばね３およびブラシホルダ２’と電気的に絶縁されている。ブラシ１はハーネス４ａの端部と接続し、３本のハーネス４ａが穴３２を介してピストンロッド２０’の中心穴２１を経由してピストンロッド２０’の上端に至る。
なお、ブラシ１の電極プレート部材８’と当接する部分の幅は例えば周方向の角度で２０°相当とする。また、中心穴２１には樹脂を充填して、作動油が漏れ出ないようにしてある。
【００２５】
また、第１の実施例はでピストンロッド２０のリバウンドストッパ２３より上方の外周面に電極プレート部材８を設け、エンドキャップ１２にはブラシ５とばね３を収容するブラシホルダ部６を設けたが、本実施例ではこれらを設けない。
なお、本実施例ではエンドキャップ１２’のオイルシール１５は、防塵と液密の両方を兼ねている。
本実施例におけるピストンロッド２０’は本発明のロッド部材を、内筒１０’とエンドキャップ１２’は円筒部材を構成する。
【００２６】
本実施例によっても、ばね上側に取り付けられたブラシ１と、ばね下側の電極プレート部材８’との間で、摺動しつつ電流の伝達が可能である。
更に電極プレート部材８’を周方向に３分割して互いに絶縁して配置し、それぞれ３本のハーネス４ａ、４ｂを設けてあるので、ばね下側に三相交流を用いるモータを、ばね上側にその交流電力を制御および供給するインバータを配置することが出来る。
【００２７】
本実施例では、ブラシ１の周方向の幅を角度で２０°に、電極プレート部材８’は、周方向の幅が角度で１１５°相当に設定しているので、ショックアブソーバはばね上ばね下間で±４７．５°まで回転可能である。
通常の転舵角度が±４５°であることから、電極プレート部材８’を３個まで設ける構造の場合、本実施例のショックアブソーバをフロント・サスペンションのストラットに適用することが出来る。
なお、本実施例において、ピストン１７の本体、エンドキャップ１２’、ブラシホルダ２’を樹脂製として、電極プレート部材８’またはブラシ１との間で電気的に絶縁しても良い。
【００２８】
なお第２の実施例をベースとした変形例として、第１の実施例のエンドキャップ１２のブラシ５と、ピストンロッド２０のそれに対向する電極プレート部材８の構成を変形して以下のように組み合わせてもよい。
電極プレート部材８を周方向に例えば互いに絶縁して２分割とし、分割したそれぞれの電極プレート部材８にハーネス７ａを接続し、対向するブラシ５に接続するハーネス７ｂとで直流のプラス側とマイナス側または単相交流の第１の系統として構成し、第２の実施例の内筒１０’の３つのブラシ１と各ブラシ１に対向する３つの電極プレート部材８’による三相交流の第２の系統とで、合わせて２系統を有するばね上ばね下間の電力供給ラインが構成できる。
【００２９】
なお、第１の実施例および第２の実施例はツインチューブ式ショックアブソーバに適用した例で示したが、それに限定されるものではなく、シングルチューブ式ショックアブソーバにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明における第１の実施例の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ部断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ部断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ部断面図である。
【図５】第２の実施例の全体構造を示す縦断面図である。
【図６】図５のＤ−Ｄ部断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、５    ブラシ
２、２’    ブラシホルダ
２ａ、２ａ’    ブラシ室
３      ばね
４ａ、４ｂ、７ａ、７ｂ    ハーネス
６        ブラシホルダ部
８、８’    電極プレート部材
１０、１０’    内筒
１１      外筒
１２、１２’    エンドキャップ
１３      ベースバルブ
１４      エンドカバー
１５      オイルシール
１６      連通孔
１７      ピストン
１８      リザーバ室
２０、２０’    ピストンロッド
２１      中心穴
２３      リバウンドストッパ
２４      貫通穴
２５ａ、２５ｂ    摺動シール
２６      ダストシール
２７      連通孔
３１、３３    引き出し穴
３２      穴
【図１】
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【図２】
2005061489.tif 000004
【図３】
2005061489.tif 000005
【図４】
2005061489.tif 000006
【図５】
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【図６】
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